[發明專利]具有可形狀匹配的肩狀體的攪拌摩擦工具

有效

• 申請號: 200680047004.9
• 申請日: 2006-12-12
• 公開（公告）號: CN101340998A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: U·亨內伯勒;J·西爾瓦努斯
• 申請（專利權）人: 空中客車公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 余全平

本發明涉及攪拌摩擦工具(1)，所述攪拌摩擦工具(1)包括可旋轉驅動工具主體(2)，在面對遠離所述驅動器的所述工具主體(2)的端部提供有肩狀體(3；30)--從所述工具主體(2)在遠離驅動器地朝向的所述工具主體(2)的端部方向上延伸，可旋轉桿形凸出體(4)具有比所述肩狀體(3；30)小的直徑，并且，其特征在于，指向所述凸出體(4)方向的所述肩狀體(3；30)的表面(5；50)是可形狀匹配的。

技術領域

本發明涉及一種攪拌摩擦(friction-stir)工具，所述攪拌摩擦工具尤其被用于攪拌摩擦焊接中和公知的攪拌摩擦工藝中。

背景技術

眾所周知攪拌摩擦焊接(FSW)越來越多地被用于航空技術和空間工程技術、鐵路技術和汽車結構技術中。這種簡單、清潔和創新的裝配方法因其巨大的自動化潛力和節省對鉚釘的需求、產品成本被降低和所導致的結構重量被減小而引人注目。

例如，如在專利文獻WO 93/10935中所描述的，在攪拌摩擦焊接中，公知的是，兩個要相互焊接的工件進入接觸，并保持在此位置。焊條或相應工具的桿形凸出體按旋轉運動的方式被引導進入所述工件的連接區域，直到安置在焊條上方的工具上的肩狀體處于所述工件的表面為止。在本情形中，由于所述工具和工件之間的相對運動，產生摩擦熱，所以在連接區域中鄰近的材料區域呈現出被塑化的狀態。當轉動的焊條與連接區域接觸時，所述工具沿著工件的連接線被向前移動，從而，位于焊條周圍的材料被塑化并隨后被固化。在所述材料完全硬化之前，所述焊條從連接區域或工件被移開。由于所述肩狀體在焊接過程中與工件表面接觸，所以產生額外的摩擦熱，并且可防止被塑化的材料溢出。

例如，諸如金屬、金屬合金、金屬復合材料(被稱為MCC)或適當的塑料的材料在對焊接頭連接、搭接接頭連接或T型接頭連接時按這種方法焊接。當然，點焊連接也可能發生，這樣可省卻與連接區域轉動地接觸的所述焊條的向前的移動或在轉動焊條和工件之間的相對位移動作。

然而，所述攪拌摩擦技術也被用于工件的維修、加工和拋光，并且通常被設計用作攪拌摩擦工藝。如上所述，在本情形中，桿形凸出體按旋轉運動被引導進入至少一個工件(也就是，固體焊接發生)，以便至少在所述焊條的接觸區域中改變工件的材料。為了維修目的，所述轉動焊條被插入例如工件的裂縫中，以僅列舉使用的一個例子。

然而，攪拌摩擦焊接和攪拌摩擦工藝兩者的缺點是，迄今為止，彎曲組成件、尤其球形組成件的焊接或加工不可能超越特定的半徑，因為在凹形組成件表面的情況下，所述肩狀體不再可能被支撐或處于裝配點上面。同樣的缺點適用于環形接縫的產品，例如發生于諸如管子、半殼體或半球體的連接。同樣地，至今為止，不可能焊接或加工具有任何其它表面輪廓(例如，具有角度間隙)的組成件。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種攪拌摩擦工具，借助于所述工具甚至彎曲組成件或其它形狀的組成件可以被高質量地焊接或加工，環形或環繞的接縫可以簡單的方式被可靠地生產。

借助于本發明的裝置達到這個目的。

按照本發明的攪拌摩擦工具包括可旋轉驅動工具主體，在遠離驅動器地朝向的所述工具主體的端部被提供一肩狀體，所述肩狀體在遠離驅動器地朝向的所述工具主體的端部的方向延伸，可旋轉桿形凸出體具有比所述肩狀體小的直徑，并且，其特征在于，指向工件方向的所述肩狀體的表面是形狀可修改的設計。關于此點，術語“所述工具主體的遠離驅動器地朝向的端部的方向”意義可被理解為：可旋轉桿形凸出體從位于與所述工具主體相反的肩狀體一側延伸，或從遠離所述工具主體地指向的肩狀體一側延伸。

本發明的中心構思是提供具有肩狀體的攪拌摩擦工具，所述肩狀體的指向工件的方向的所述表面可適配于要連接或要加工的工件的輪廓，以這樣一種方式，所述肩狀體緊貼地配合于所述工件的表面，也就是，所述肩狀體的指向所述工件方向的表面是形狀可適應的。這種特性將由術語“形狀可適應”來表示。